El plomo es un metal pesado que es más denso que la mayoría de los materiales comunes. El plomo es blando y maleable y tiene un punto de fusión relativamente bajo. El plomo se usa ampliamente como escudo gamma. La principal ventaja del blindaje de plomo es su compacidad debido a su mayor densidad. Tiene alta resistencia a la corrosión, maleabilidad, propiedades eléctricas inusuales y la capacidad de formar aleaciones útiles. Los usos representativos incluyen: agente de protección contra rayos X y radiación gamma; rejillas de fundición a presión para baterías; Recubrimientos que preparan superficies para soldar. Por otro lado, el plomo es extremadamente tóxico y presenta ciertos peligros ambientales.
El plomo forma una amplia gama de aleaciones de bajo punto de fusión y se alea fácilmente con estaño en todas las proporciones, formando las soldaduras de estaño-plomo utilizadas ampliamente en la industria. En la industria nuclear, las aleaciones de plomo y plomo-bismuto se pueden utilizar como refrigerante de reactores.
Eutéctico de plomo y bismuto de plomo
También se han propuesto y utilizado ocasionalmente plomo, plomo-bismuto eutéctico y otros metales. El reactor rápido enfriado por plomo es un diseño de reactor nuclear que presenta un espectro de neutrones rápidos y refrigerante eutéctico de plomo fundido o plomo-bismuto. Lead-Bismuth Eutectic o LBE es una aleación eutéctica de plomo (44,5%) y bismuto (55,5%). Se puede utilizar plomo fundido o eutéctico de plomo-bismuto como refrigerante primario porque el plomo y el bismuto tienen una baja absorción de neutrones y puntos de fusión relativamente bajos.
Los puntos de fusión y ebullición de la mezcla eutéctica de plomo y bismuto y plomo son:
- plomo
- punto de fusión – 327,5°C
- punto de ebullición – 1749°C
- plomo-bismuto – mezcla eutéctica
- punto de fusión – 123,5°C
- punto de ebullición – 1670°C
En comparación con los refrigerantes metálicos líquidos a base de sodio, como el sodio líquido o NaK, los refrigerantes a base de plomo tienen puntos de ebullición significativamente más altos, lo que significa que un reactor puede funcionar sin riesgo de que el refrigerante hierva a temperaturas mucho más altas. El plomo y el LBE tampoco reaccionan fácilmente con el agua o el aire, a diferencia del sodio y el NaK, que se encienden espontáneamente en el aire y reaccionan explosivamente con el agua. Debido a su densidad y alto número atómico, el plomo y el bismuto también son un excelente escudo de radiación gamma, mientras que al mismo tiempo son virtualmente transparentes a los neutrones.
Por otro lado, el plomo y el refrigerante LBE son más corrosivos para el acero que el sodio o la aleación eutéctica NaK. Esto y la altísima densidad del plomo ponen un límite superior a la velocidad del flujo de refrigerante a través del reactor debido a consideraciones de seguridad. Además, los puntos de fusión más altos del plomo y LBE (327 ° C y 123,5°C respectivamente) pueden significar que la solidificación del refrigerante puede ser un problema mayor cuando el reactor funciona a temperaturas más bajas.
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